Η βασική διαφορά μεταξύ του στοιχειώδους σταδίου και του σταδίου προσδιορισμού της ταχύτητας είναι ότι τα στοιχειώδη βήματα είναι χημικές αντιδράσεις όπου τα αντιδρώντα αντιδρούν για να δώσουν είτε ένα τελικό προϊόν είτε ένα ενδιάμεσο ενώ το βήμα προσδιορισμού ταχύτητας είναι το πιο αργό βήμα αντίδρασης μιας διαδικασίας πολλαπλών σταδίων.
Οι όροι στοιχειώδες βήμα και βήμα προσδιορισμού ταχύτητας χρησιμοποιούνται για τη συζήτηση του ρυθμού αντίδρασης των χημικών αντιδράσεων, ειδικά όταν υπάρχουν δύο ή περισσότερα στάδια πριν από το σχηματισμό του τελικού προϊόντος. Κάθε βήμα αυτής της διαδικασίας πολλαπλών βημάτων ονομάζεται στοιχειώδες βήμα. Αυτά τα βήματα έχουν διαφορετικά ποσοστά. Το βήμα καθορισμού του ρυθμού της διαδικασίας έχει τον πιο αργό ρυθμό.
Τι είναι ένα στοιχειώδες βήμα;
Τα στοιχειώδη βήματα είναι τα μεμονωμένα βήματα που περιλαμβάνονται σε μια διαδικασία πολλαπλών βημάτων. Ένα στοιχειώδες στάδιο είναι μια χημική αντίδραση όπου ένα ή δύο αντιδρώντα αντιδρούν για να δώσουν είτε ένα τελικό προϊόν είτε ένα ενδιάμεσο προϊόν. Είναι ένα βήμα αντίδρασης και έχει μια ενιαία μεταβατική κατάσταση. Γενικά, εάν δεν παράγονται ενδιάμεσα προϊόντα κατά τη διάρκεια μιας συγκεκριμένης χημικής αντίδρασης, αυτή η αντίδραση ονομάζεται στοιχειώδης αντίδραση. Επιπλέον, ένας μηχανισμός για μια χημική αντίδραση είναι μια συλλογή στοιχειωδών βημάτων. Επομένως, μια στοιχειώδης αντίδραση περιγράφει τη μοναδική στιγμή κατά τη διάρκεια μιας αντίδρασης κατά την οποία τα μόρια σπάνε και/ή σχηματίζουν νέους δεσμούς.
Το άθροισμα όλων των ισορροπημένων στοιχειωδών βημάτων δίνει τη συνολική αντίδραση. Τα βασικά βήματα μιας διαδικασίας πολλαπλών σταδίων έχουν διαφορετικούς ρυθμούς αντίδρασης. π.χ. ορισμένα βασικά βήματα γίνονται γρήγορα ενώ άλλα είναι πολύ αργά. Επομένως, το βήμα καθορισμού της ταχύτητας ή το πιο αργό βήμα της αντίδρασης είναι επίσης ένας τύπος στοιχειώδους αντίδρασης.
Οι στοιχειώδεις αντιδράσεις μπορούν να κατηγοριοποιηθούν με βάση τη μορικότητά τους. Εδώ, ο αριθμός των μορίων που εμπλέκονται στην αντίδραση χρησιμοποιείται για να δώσει τη μοριακότητα του στοιχειώδους σταδίου. Π.χ. αν υπάρχει ένα μόνο αντιδρών, είναι μονομοριακό, και αν υπάρχουν δύο αντιδρώντα, είναι διμοριακό. Οι μονομοριακές και οι διμοριακές είναι οι πιο συνηθισμένοι τύποι στοιχειωδών αντιδράσεων. Οι θερμομοριακές (τρία αντιδρώντα) αντιδράσεις είναι σπάνιες καθώς η σύγκρουση τριών μορίων ταυτόχρονα είναι σπάνια.
Τι είναι ένα βήμα καθορισμού ποσοστού;
Το βήμα προσδιορισμού του ρυθμού είναι το πιο αργό βήμα μιας διαδικασίας αντίδρασης πολλαπλών σταδίων. Είναι ένα μόνο βήμα ανάμεσα σε μια σειρά βημάτων. Ωστόσο, ορισμένες αντιδράσεις έχουν μόνο μία χημική αντίδραση (όχι μια σειρά αντιδράσεων). Έτσι, αυτές οι αντιδράσεις είναι πάντα η αντίδραση που καθορίζει την ταχύτητα. Η αντίδραση που έχει τη χαμηλότερη ταχύτητα λαμβάνεται ως η αντίδραση προσδιορισμού της ταχύτητας επειδή περιορίζει την ταχύτητα της αντίδρασης.
Εικόνα 01: Τα βέλη διπλής κεφαλής υποδεικνύουν το Βήμα Καθορισμού Ρυθμού κάθε αντίδρασης
Δίνεται ένα παράδειγμα παρακάτω.
NO2 + NO2 → NO + NO3 (αργό βήμα, καθορισμός ρυθμού)
NO3 + CO → NO2 + CO2 (γρήγορο βήμα)
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ του στοιχειώδους βήματος και του βήματος καθορισμού ποσοστού;
Η βασική διαφορά μεταξύ του στοιχειώδους σταδίου και του σταδίου προσδιορισμού του ρυθμού είναι ότι τα στοιχειώδη βήματα είναι χημικές αντιδράσεις όπου τα αντιδρώντα αντιδρούν για να δώσουν είτε ένα τελικό προϊόν είτε ένα ενδιάμεσο ενώ το βήμα προσδιορισμού ταχύτητας είναι το πιο αργό βήμα αντίδρασης μιας διαδικασίας πολλαπλών σταδίων. Επομένως, ένα στοιχειώδες βήμα μπορεί να είναι είτε γρήγορο είτε αργό, ενώ ένα βήμα καθορισμού του ρυθμού είναι πάντα το πιο αργό βήμα.
Το παρακάτω infographic συνοψίζει τη διαφορά μεταξύ του στοιχειώδους βήματος και του βήματος καθορισμού του ποσοστού.
Σύνοψη – Βήμα στοιχειώδους έναντι βήματος καθορισμού ποσοστού
Οι όροι στοιχειώδες βήμα και βήμα προσδιορισμού ταχύτητας χρησιμοποιούνται για τη συζήτηση του ρυθμού αντίδρασης των χημικών αντιδράσεων όταν συμβαίνουν δύο ή περισσότερα στάδια πριν από το σχηματισμό του τελικού προϊόντος. Η βασική διαφορά μεταξύ του στοιχειώδους σταδίου και του σταδίου προσδιορισμού ταχύτητας είναι ότι τα στοιχειώδη βήματα είναι χημικές αντιδράσεις όπου τα αντιδρώντα αντιδρούν για να δώσουν είτε ένα τελικό προϊόν είτε ένα ενδιάμεσο ενώ το βήμα προσδιορισμού ταχύτητας είναι το πιο αργό βήμα αντίδρασης μιας διαδικασίας πολλαπλών σταδίων.
